Máquinas Vernier de Alto Rendimiento con Imán Permanente de Array Halbach para Aplicaciones de Accionamiento Directo
Autores: Allahyari, Arash; Bostanci, Emine; Mahmoudi, Amin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Máquinas Vernier de Alto Rendimiento con Imán Permanente de Array Halbach para Aplicaciones de Accionamiento Directo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Investiga
Mejoras en el rendimiento
Máquinas de imán permanente Vernier
Imanes permanentes de arreglo Halbach
Aplicación de motocicleta de accionamiento directo
Densidad de par
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga las mejoras en el rendimiento de las máquinas Vernier de imán permanente (PMVMs) que se pueden lograr utilizando una nueva estructura de imanes permanentes de arreglo Halbach (HAPMs) para una aplicación de motocicleta de tracción directa. Para comenzar, se determinan las especificaciones de tamaño y diseño de la máquina eléctrica en función del rendimiento de aceleración y ciclo de conducción asumido de una motocicleta. Luego, se sugieren y optimizan máquinas Vernier de imán permanente de arreglo Halbach de cinco segmentos (HAPMVMs) con dos combinaciones diferentes de ranura/polo (24 s/44 p y 12 s/20 p) para lograr una alta densidad de par con un factor de potencia aceptable, manteniendo un bajo rizado de par. Se investigan dos diseños seleccionados de las optimizaciones en todo el rango de velocidad considerando mapas de factor de potencia y eficiencia. En consecuencia, para demostrar la efectividad de la estructura de cinco HAPM propuesta, se repiten los mismos métodos de optimización con HAPMs de tres segmentos, así como con PMs de una sola pieza. Las comparaciones muestran una gran mejora en el par y el factor de potencia logrados con el uso de cinco HAPMs. Por ejemplo, para la topología 22 s/44 p, el par generado se duplica con el uso de PMs de cinco segmentos en comparación con PMs de un solo segmento. Finalmente, se comparan e investigan los armónicos de la densidad de flujo magnético en el espacio de aire de las PMVMs y HAPMVMs para revelar las razones detrás de la superioridad de las VMs con HAPMs.
Descripción
Este documento investiga las mejoras en el rendimiento de las máquinas Vernier de imán permanente (PMVMs) que se pueden lograr utilizando una nueva estructura de imanes permanentes de arreglo Halbach (HAPMs) para una aplicación de motocicleta de tracción directa. Para comenzar, se determinan las especificaciones de tamaño y diseño de la máquina eléctrica en función del rendimiento de aceleración y ciclo de conducción asumido de una motocicleta. Luego, se sugieren y optimizan máquinas Vernier de imán permanente de arreglo Halbach de cinco segmentos (HAPMVMs) con dos combinaciones diferentes de ranura/polo (24 s/44 p y 12 s/20 p) para lograr una alta densidad de par con un factor de potencia aceptable, manteniendo un bajo rizado de par. Se investigan dos diseños seleccionados de las optimizaciones en todo el rango de velocidad considerando mapas de factor de potencia y eficiencia. En consecuencia, para demostrar la efectividad de la estructura de cinco HAPM propuesta, se repiten los mismos métodos de optimización con HAPMs de tres segmentos, así como con PMs de una sola pieza. Las comparaciones muestran una gran mejora en el par y el factor de potencia logrados con el uso de cinco HAPMs. Por ejemplo, para la topología 22 s/44 p, el par generado se duplica con el uso de PMs de cinco segmentos en comparación con PMs de un solo segmento. Finalmente, se comparan e investigan los armónicos de la densidad de flujo magnético en el espacio de aire de las PMVMs y HAPMVMs para revelar las razones detrás de la superioridad de las VMs con HAPMs.